MutS蛋白介导的基因突变检测蛋白质芯片

　　两年一度的湖北省自然科学优秀论文评审工作年前结束，在众多高水平的参评论文中，武汉病毒所毕利军等发表在Anal. Chem.上的论文“MutS蛋白介导的基因突变检测蛋白质芯片”经过初评、答辩、复评等程序，最终获得特等奖。 

MutS蛋白是大肠杆菌DNA错配修复系统的重要点识别成分，它能够单独识别并与之结合。该论文阐述了利用MutS蛋白对错配或未配对碱基的结合活性，发展了高通量、快速筛选基因突变的蛋白质芯片方法。根据DNA错配修复MutS蛋白结构与功能上的高度保守性，通过PCR从E.coli K-12基因组中扩增出DNA错配修复基因mutS。通过基因水平的分子操纵，将连接肽、Strep-tagII、连接肽和MutS蛋白的编码序列依次连接在原核表达载体pET32a上，构建了融合蛋白Trx-His6-Linker peptide-Strep-tagII-Linker peptide-MutS的表达载体，并在大肠杆菌AD494中进行IPTG诱导表达。THLSLM中的Trx和His6亲和肽可以增加蛋白的可溶性及便于纯化。连接肽的加入增大了融合蛋白各个成分之间的距离，减少空间位阻，使各个蛋白能够较大程度地保持其原有的生物活性。SDS-PAGE分析表明有一与预期分子量相应的诱导表达条带，其表达量占菌体蛋白的30%左右，且以可溶形式存在。利用固定化金属离子配体亲和层析柱纯化目的蛋白，其纯度可达90%。融合蛋白THLSLM的生物活性鉴定结果表明：它既能识别、结合含有错配碱基的DNA双链，又保留了与Streptavidin特异结合的生物活性。通过融合蛋白THLSLM中Strep-tagII与Streptavidin的特异结合作用将THLSLM定向布阵沉积在芯片基质上制作蛋白质芯片。该蛋白质芯片能够很好地检测含有各种错配类型和含有1-4个未配对碱基的寡核苷酸片段，并成功用于不同长度结核杆菌rpoB基因片段中单个碱基错配的检测。该方法借用了生物系统本身的高保真的遗传变异修复机制，检测基因突变的特异性优于传统的DNA杂交法，而且操作简单，加之采用生物芯片的高通量数据生产特性，能够发展成为批量检测基因突变的新的模式方法，具有广泛的应用前景。